基础处理与加固高压旋喷桩试验段工作总结

1XXXXX除险加固工程单管高压旋喷防渗墙试桩施工报告一、试验项目名称：高压旋喷桩二、地点（桩号）：XXXXX三、试验时间：2011年12月19日~2011年12月21日。四、试验目的：高压旋喷桩根据注浆管类型分为单管法、双管法、三管法等，本工程采用单管法注浆。由于不同的地质条件旋喷桩施工时采用的高压泵压力、喷头提升速度、喷头直径、水灰比、以及旋转速度都将影响成桩质量，为了使本工程防渗止水效果更好，施工工艺更合理，在坝体防渗加固高压旋喷桩施工前进行试桩施工，以选取更合理的施工控制指标。现场试验的目的主要是按设计参数要求确定高压旋喷施工的提升速度、旋转速度、水泥浆配合比、喷射压力及浆液流量。并在施工工艺上总结经验指导大面积施工。五、设计要求：1.造孔：用水平尺掌握机身水平，垫稳、垫牢、垫平机架，单管钻孔中心距为0.5m，钻孔应深至强风化0.5m,钻进过程要记录完整（孔斜率及倾斜方向等）,终孔要经值班技术员及监理工程师签字认可，不可擅自终孔。钻进时要严格控制孔斜，孔斜应小于0.5%。孔深大于是15m时，宜用磨盘钻为好，每钻3～5m，用测斜仪量测一次，发现孔斜率超过规定应随时纠正。2.下注浆管：将注浆管下放到设计深度，将喷嘴对准喷射方向，不准偏斜是关键，用震动钻时下管与钻孔合为一体进行。为防止喷嘴堵塞，可采用边低压送浆，边下管的方法，或临时加防护措施，如包扎塑料布或胶布等。3.喷射灌浆：当喷射管下到设计深度后，送入合乎要注的浆，喷射1～3min，待注放在浆液冒出后，按预定的提升速度自下而上边喷射边转动，边提升直到设计高度，停送浆，提出喷射管。喷射灌浆开始后，值班技术人员及监理工程师必须时刻注意检查注浆的流量、压力以及提升速度参数是否符合设计要求，并且随时做好记录。每孔旋喷结束后，及时向孔内2回灌，保证桩顶密实。4、旋喷过程主要技术参数⑴浆液喷射压力25～40Mpa；⑵浆液流量70～100L/min，浆液比重1.42g/cm3～1.5g/cm3；⑶提升速度10～20cm/min；⑷旋转速度8～16r/min；⑸孔斜率≤1%；⑹旋喷桩间距0.5m（±0.05m），桩径≥0.6m，桩与桩搭接长度≥0.1m；⑺渗透系数：k≤5×10-6cm/s。开挖检查：在单管高压旋喷防渗墙成墙28天后，沿墙轴线布设钻孔检查点，开挖检查点每处开挖长2～3m，检查墙体的均匀性和完整性、墙段连接和墙厚、固结体垂直度、形状的质量；钻孔取芯检查：在成墙28天后，沿墙轴线布设钻孔检查点进行钻孔取芯检查。利用钻孔做注水试验，并取芯样做室内试验检测抗压强度、渗透系数等物理力学性能指标，抗压强度应大于2.0Mpa，参透系数应小于5×10-6cm/s。六、施工前的准备（1）施工条件根据施工图纸，高压旋喷桩底端深入残积砂质粘土层≥0.5米。根据地质图，高压旋喷桩底部以上主要为素填土层，土层均匀。本工程高压旋喷桩试验段共2段，每段3根桩，每根桩深度3m，试验段设置在高压旋喷桩施工范围外。本工程高压旋喷桩从坝顶施工，场地已经平整，挖好排浆沟，设置回浆池，已经具备高压旋喷桩施工条件。我项目部已经根据设计资料进行现场放样，并注明桩位编号，对施工人员进行技术交底、安全交底和培训，施工记录所用的表各种表格已确定并符合规范要求。（2）施工机械配备和材料准备情况本试验段防渗加固施工钻机采用XL-50型履带钻机，高压注浆泵机采用天津聚能高压泵XPB-90E型。高压旋喷桩采用红狮牌P.O42.5R水泥，已经进场200t，并在监理的见证下取样送检，检测结果符合要求。施工用水使用水库内的水，水质符合施工要求。（3）本试验段采用施工参数参考值a、喷嘴直径高压旋泵喷嘴直径在2~4mm之间，经研究发现在高压泵压力相同的条件下，喷嘴直径越3大桩径越大。但是施工速度会减慢，桩身强度也会相应降低，高压系统的机械、软管的密封性能也需要相应提高，因此根据试验研究结果（详见《地基处理手册》第10章）喷嘴采用2.2mm较为合理。b、空压机压力b、需要通过试验确定的参数制约高压旋喷桩的主要因素有高压泵压力、水泥浆的水灰比、钻机的提升速度和转速，将通过试验段确定。高压喷射灌浆属于隐蔽性工程施工，只有选择合适的工艺参数，才能保证施工质量。设计提供的如下工艺参数进行试验段施工，选取合适的施工参数：○1高压水泥浆压力25～40MPa，流量Q=70－100L/min。○2浆液比重浆液采用P.O42.5R普通硅酸盐水泥搅制，浆液比重1.42～1.5g/cm3。○3提升速度旋喷提升速度为10～20cm/min。○4旋转速度旋转速度为8～16r/min。七、工程施工情况1、施工工艺流程场地平整→测量放样→钻机就位→钻孔到设计标高→搅浆→由下向上旋喷作业到设计顶高程→冲洗→移位。2、施工顺序工程大面积施工前，选取2段进行，每段3根桩，每根桩长3m，两个试验段的喷射压力分别为30Mpa，32Mpa。了解施工工艺及旋喷效果，最后确定施工参数，再进行旋喷桩的施工，施工时，为确保旋喷桩接头效果，宜采用跳打法分两序施工，先施工第Ⅰ桩，再施工第Ⅱ桩。43、钻机就位钻机安放在设计孔位上，使钻头对准孔位中心，纵横向偏差不得大于50mm。为保证钻孔达到规范要求的垂直度偏差1%以内，钻机就位后，必须做水平校正，使钻杆轴线垂直对准孔位，并固定好桩机。4、造孔钻孔的目的是为了把注浆管置入到预定深度，钻孔方法可根据地层条件、加固深度和机具设备等条件确定。成孔后，校验孔位、孔深及垂直度是否符合规范要求。（孔位纵横向偏差不大于50mm、孔深不小于设计深度、垂直度偏差不大于1%）。5、下注浆管成孔合格后即可下入注浆管到预定深度。在下管之前，必须进行地面试喷，检验喷射装置及气、浆发生装置是否正常。经现场质检人员检查认可后方可进行高喷灌浆施工，喷射过程中如遇特殊情况，如浆压过高或喷嘴堵塞等，应将喷射管提出地面进行处理，处理好后再进行施工。6、喷射注浆作业将注浆管下到预定深度后，检验喷射方向、摆动角度，进行底下试喷，一切正常后即可自下而上进行喷射作业。高压旋喷桩水灰比一般在1：0.8~1：1之间，根据试验段施工，本工程采用1：0.9。施工过程中，必须时刻注意检查浆液初凝时间、提升速度、旋摆速度等参数，并随时做好记录，如遇故障及时排除。喷射过程中，值班技术人员应随时检查各环节的运行情况，并根据具体情况采取下列措施：①接、卸换管要快，防止塌孔和堵嘴；②喷射因故障中断，应酌情处理:a、因机械故障，要尽力缩短中断时间，及早恢复灌浆；b、如中断时间超过1小时，要采取补救措施；5c、恢复喷射时，喷射管要多下0.3m，保证凝结体的连续性。喷射结束后，随即在喷射孔内进行静压充填灌浆，直到浆面不再下沉为止，保证高喷防渗墙固结后墙顶标高，回灌浆液一般采用邻孔高喷冒浆静压充填。7、冲洗器具喷射作业完成后，应把注浆管等机具设备冲洗干净，管内机内不得残存水泥浆。通常把浆液换成水，在地面上喷射，以便把泥浆泵、注浆管和软管内的浆液全部排除。每一孔的高压喷射注浆完成后，应及时清洗灌浆泵和输浆管路，防止清洗不及时不彻底浆液在输浆管路中沉淀结块，堵塞输浆管路和喷嘴，影响下一孔的施工。8、移动机具将钻机等机具移到新孔位上。八、特殊情况的处理根据旋喷桩施工工艺特点及场区内工程地质情况，为保证旋喷桩施工质量，针对施工中可能出现的问题进行分析并提出预防措施及处理方法。8.1固结体强度不均匀、缩颈8.1.1产生原因⑴喷射方法与机具没有根据地质条件进行选择。6⑵喷浆设备出现故障中断施工。⑶拔管速度、旋转速度及注浆量适配不当，造成桩身直径大小不均匀，浆液有多有少。⑷喷射的浆液与切削的土粒强制搅拌不均匀，不充分。⑸穿过较硬的粘性土，产生颈缩。8.1.2预防措施及处理方法⑴根据设计要求和地质条件,选用不同的喷浆方法和机具。⑵喷浆前,先进行压浆压气试验，一切正常后方可配浆，准备喷射，保证连续进行.配浆时必须用筛过滤。⑶根据固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。⑷对易出现缩颈部位及底部不易检查处进行定位旋转喷射（不提升）或复喷的扩大桩径办法。⑸控制浆液的水灰比及稠度。⑹严格要求喷嘴的加工精度、位置、形状、直径等，保证喷浆效果。8.2压力上不去8.2.1产生原因⑴安全阀和管路安接头处密封圈不严而有泄漏现象。⑵泵阀损坏，油管破裂漏油。⑶安全阀的安全压力过低，或吸浆管内留有空气或密封圈泄漏。⑵塞油泵调压过低。8.2.2预防措施及处理方法应停机检查，经检查后压力自然上升，并以清水进行调压试验，以达到所要求的压力为止。8.3压力骤然上升8.3.1产生原因⑴喷嘴堵塞。⑵高压管路清洗不净，浆液沉淀或其他杂物堵塞管路。⑶泵体或出浆管路有堵塞。8.3.2预防措施及处理方法⑴应停机检查，首先卸压，如喷嘴堵塞将钻杆提升，用铜疏通。⑵其他情况堵塞应松开接头进行疏动，待堵塞消失后再进行旋喷。78.4钻孔沉管困难偏斜、冒浆8.4.1产生原因⑴遇有地下埋设物，地面不平不实，钻杆倾斜度超标。⑵注浆量与实际需要量相差较多。⑶地层中有较大空隙不冒浆或冒浆量过大则是因为有效喷射范围与注浆量不相适应，注浆量大大超过旋喷固结所需的浆液所致。8.4.2预防措施及处理方法⑴放桩位点时应钎探，遇有地下埋设物应清除或移动桩钻孔点。⑵喷射注浆前应先平整场地，钻杆应垂直倾斜度控制在0.5%以内。⑶利用侧口式喷头，减小出浆口孔径并提高喷射能力，使浆液量与实际需要量相当，减少冒浆。⑷控制水泥浆液配合比。⑸针对冒浆的现象则采取在浆液中参加适量的速凝剂，缩短固结时间，使浆液在一定土层范围内凝固，还可在空隙地段增大注浆量，填满空隙后再继续旋喷。⑹针对冒浆量过大的现象则采取提高喷射压力、适当缩小喷嘴孔径、加快提升和旋转速度。8.5固结体顶部下凹8.5.1产生原因在水泥浆液与土搅拌混合后，由于浆液的析水特性，会产生一定的收缩作用，因而造成在固结体顶部出现凹穴。其深度随土质浆液的析水性、固结体的直径和长度等因素的不同而异。8.5.2预防措施及处理方法旋喷长度比设计长0.3～1.0米，或在旋喷桩施工完毕，将固结体顶部凿去部分，在凹穴部位用混凝土填满或直接在旋喷孔中再次注入浆液，或在旋喷注浆完成后，在固体的顶部0.5～1.0m范围内再钻进0.5～1.0m，在原位提杆再注浆复喷一次加强。九、质量检验高压旋喷桩凝固并具有一定强度后，即对2个试验段进行开挖检查固结体垂直度和固结形状，检查施工质量。根据现场开挖情况，分别对30Mpa，32Mpa压力值的成桩情况进行现场实测拍照。喷射压力30Mpa及32Mpa的成桩直径均达到0.6米以上，桩与桩之间连接较好，连接处桩体的宽度较小，仍可满足设计要求。现场试验桩尺寸实测情况8详见下表：试验桩实测情况汇总表检测项目试验段结论1#2#试验压力（Mpa）3032符合设计要求浆液比重（g/cm3）1.461.47符合设计要求浆液流量（L/min）8582符合设计要求提升速度（cm/min）1515符合设计要求旋转速度（r/min）1212符合设计要求垂直度（%）0.40.3符合设计要求桩径（m）0.65、0.63、0.630.64、0.66、0.63符合设计要求桩与桩连接处宽度（m）4349符合设计要求桩与桩搭接长度（m）1113符合设计要求水泥用量（kg/m）455461符合设计要求综上所述，2个试验段的成桩情况可得出2#桩的成桩效果比较好。高压旋喷桩试验段成桩情况详见下图所示。9十、建议意见：通过2个试验段施工情况，我部建议：本工程高压旋喷桩旋喷泵压采用32Mpa，钻杆升速15㎝/min，钻杆转速12r/min。XXXXX有限公司2011年12月22日